Wprowadzanie wirtualnej sejsmologii w życie
Umieszczenie sejsmometrów wewnątrz skorupy ziemskiej pozwoliłoby sejsmologom dokładniej mierzyć indukowane trzęsienia ziemi i zmiany geomechaniczne(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz lepiej zrozumieć strukturę samej skorupy. Pomogłoby to również naukowcom znacznie usprawnić monitorowanie przepływu płynów w warstwach wodonośnych, zbiornikach geotermalnych i miejscach składowania CO2. Ma to istotne zastosowanie w pozyskiwaniu energii, magazynowaniu odpadów i nośników energii. Niestety, byłoby to niezwykle trudne, niepraktyczne i kosztowne. W ramach projektu VirtualSeis(odnośnik otworzy się w nowym oknie), finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ERBN), naukowcy opracowali innowacyjną metodę prowadzenia wirtualnej sejsmologii w dowolnym miejscu na świecie. Zespół projektu VirtualSeis pracował nad przełomową metodologią tworzenia wirtualnych źródeł sejsmicznych – trzęsień ziemi lub wibratorów sejsmicznych – oraz wirtualnych sejsmometrów w dowolnym miejscu pod powierzchnią Ziemi. Ta technika wirtualnej sejsmologii imituje reakcje, które zostałyby zmierzone podczas rzeczywistych indukowanych trzęsień ziemi. „Zastosowania metodologii wirtualnej sejsmologii do obrazowania i monitorowania spotkały się z dużym zainteresowaniem i są wykorzystywane przez badaczy i instytuty sejsmologiczne na całym świecie”, mówi Kees Wapenaar(odnośnik otworzy się w nowym oknie), profesor geofizyki na Uniwersytecie Technicznym w Delft(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i koordynator projektu VirtualSeis.
Wirtualna sejsmologia
Wirtualna sejsmologia opiera się na pomiarach odbić sejsmicznych z określonego obszaru. W tym celu naukowcy mogli wykorzystać istniejące pomiary odbić sejsmicznych, co zrobili w kilku obszarach zainteresowania, lub stworzyć system monitorowania sejsmicznego, co zrobili w Groningen, niderlandzkiej prowincji znanej z problemów z sejsmicznością indukowaną. Zespół zainstalował tutaj sieć sejsmiczną opartą na technologii światłowodowej, zwanej DAS (ang. distributed acoustic sensing). System ten wykorzystuje światłowody osadzone w poliuretanowych paskach i rurkach i był dalej rozwijany w laboratorium i podczas testów terenowych w Groningen. Prace nad systemem DAS koordynował starszy członek zespołu Guy Drijkoningen(odnośnik otworzy się w nowym oknie), profesor nadzwyczajny geofizyki stosowanej na Uniwersytecie Technicznym w Delft. Korzystając z jednej z tych metod, zespół mógł następnie wykorzystać pomiary odbić sejsmicznych na powierzchni do stworzenia wirtualnych źródeł i/lub wirtualnych odbiorników pod powierzchnią ziemi. Zespół wykorzystał je do przewidzenia reakcji na rzeczywiste indukowane trzęsienia ziemi, a następnie zastosował tę samą metodologię do obrazowania i monitorowania przepływu płynów podpowierzchniowych.
Rosnące zainteresowanie wśród społeczności sejsmologicznej
Technologia VirtualSeis(odnośnik otworzy się w nowym oknie) spotkała się z dużym zainteresowaniem ze strony wielu uniwersytetów, w tym Politechniki Federalnej w Zurychu, Uniwersytetu Edynburskiego, Uniwersytetu w Leeds, KAUST i Uniwersytetu w Utrechcie. Zespół ściśle współpracował z naukowcami z Colorado School of Mines. Zainteresowanie tą technologią wyraziło również kilka firm, w tym Senai Cimatec, CGG, Quantairra Delft i Aramco. „Technologia ta ma znaczący wpływ na szereg interdyscyplinarnych programów badawczych związanych z transformacją energetyczną, w takich dziedzinach jak nauka i inżynieria geotermalna, magazynowanie podpowierzchniowe i konsekwencje budownictwa podziemnego”, zauważa Wapenaar. Ten projekt ERBN posłużył jako bodziec do pozyskania znacznego finansowania dla DeepNL(odnośnik otworzy się w nowym oknie), programu prowadzonego przez Niderlandzką Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (niderl. Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek, NWO) w celu zrozumienia dynamiki podpowierzchniowej spowodowanej działalnością człowieka.
Rozpowszechnianie osiągnięć naukowych
Wyniki badań przeprowadzonych w ramach projektu VirtualSeis zostały zaprezentowane na wielu konferencjach i opublikowane w 54 artykułach w czasopismach(odnośnik otworzy się w nowym oknie), w tym 12 obecnie recenzowanych. „Dzięki postępom poczynionym w tym projekcie ERBN i wsparciu z programów finansowanych przez NWO, nasza grupa badawcza Geofizyki Stosowanej i Petrofizyki jest dobrze przygotowana do sprostania przyszłym wyzwaniom w interdyscyplinarnych programach badawczych związanych z transformacją energetyczną”, mówi Wapenaar.
Słowa kluczowe
VirtualSeis, sejsmologia, wirtualny, monitorowanie, ziemia, struktura, skorupa, wykrywanie, trzęsienia ziemi
